Pinus densiflora Siebold and Zucc. (한국소나무)는 한반도에서 우점하는 침엽수 종 중 하나이며 기후 변화에 취약하다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 한국 서울의 노지(개방형) 육묘장에서 계절적 온난화에 대해 P. densiflora 유묘가 어떻게 반응하는지 조사하였다. 적외선 히터를 사용하여 네 집단의 유묘에 대해 재배 기간 중 서로 다른 시기에 대기 온도를 4 °C 상승시켰다: 대조군(C; 인위적 온난화 없음), 생장 전 기간 동안의 일정한 온난화(W; 4월 15일-10월), 여름에만 온난화(WS; 6월 1일-8월 31일), 그리고 봄과 가을에 온난화(WSF; 4월 15일-5월 31일 및 9월 1일-10월 15일). 선형 혼합효과 모형을 사용하여 처리(treatment), 평가 시점(time of assessment) 및 계절(season)이 바늘(needle)의 기체교환(gas exchange)과 잎(leaf) 색소 함량에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 순광합성률(net photosynthetic rate)은 W 처리에서 7월부터 10월까지 감소하였으며, 10월에 가장 뚜렷한 감소가 나타났다. 증산률(transpiration rate)과 기공전도도(stomatal conductance)의 반응은 순광합성률보다 더 빠르고 강하게 나타났는데, 6월부터 감소가 관찰되었으며, 10월에는 W에서 가장 큰 감소가, 7월부터 8월까지는 WS에서 가장 큰 감소가 나타나 유묘의 물이용효율(water-use efficiency)이 향상되었다. 전 처리 전반에 걸쳐 생리적 활동의 감소는 W 처리에서 가장 뚜렷하여, 고온의 결합 및 누적 열이 유묘의 기체교환에 미치는 부정적 영향이 상당함을 보여주었다. 또한 엽록소-카로티노이드 비(chlorophyll-to-carotenoid ratio)의 감소는 유묘가 스트레스를 겪고 있음을 추가로 시사하였다. 종합하면, 본 연구 결과는 P. densiflora 유묘가 봄과 가을보다 여름 동안의 온난화에 더 불리하게 영향을 받으며, 온난화가 장기간 지속될수록 그 영향이 더 커짐을 나타낸다. 물이용효율의 증가는 P. densiflora에서 온난화에 대한 적응 가능성을 시사하지만, 예측되는 기후 변화 하에서 기체교환의 장기적 저하가 예상된다.

아랄해의 건조(Desiccation)는 모래 및 먼지 폭풍으로 인해 인간의 건강과 농업 활동을 위협하는 광대한 염분성의 평탄 지형의 출현을 초래하였다. 토양을 개선하기 위해 주로 자생 Haloxylon 종의 식생을 도입하였다. 재활(복원) 여부를 가늠하는 핵심 지표로서, 식생 도입 이후의 토양 물리화학적 특성은 여전히 충분히 이해되지 못한 상태이다. 본 연구는 (1) 30년 연대서열(chronosequence)을 기반으로 식생 정착 후 표토(topsoil) 특성의 변화를 조사하고, (2) 건조된 아랄해(Aral Sea) 바닥에서 자연 식생과 도입 식생의 두 경우 사이에 대해 표토 특성을 비교하였다. 1990, 2000, 2005, 2008, 2013, 2017년 동안 자연 또는 인위적으로 식생이 조성된 12개의 짝지어진 구역을 선정하여 조사하였다. 식생 유형과 무관하게, 30년 연대서열을 따라 표층 토양(0–10 cm)에서 유기물 및 영양분의 증가(TOC >90%, TN >143%, 그리고 P 2 O 5 >23%)가 확인되었다. 또한 자연 및 도입 식생 모두에서 EC e(각각 92% 및 69%), CEC(41% 및 11%), Ca 2+(38% 및 12%), TIC(81% 및 11%)의 감소가 관찰되었다. 도입 식생은 자연 식생에 비해 토양 K + 와 TN이 약간 더 축적되는 것과 연관되어 있었다. 본 연구 결과는 식생 유래 영양분과 유기물의 축적, 그리고 뿌리 삼출액(root exudates)에 의한 표층 토양의 염분 제거 가능성을 시사한다. 전반적으로 식생은 토양 개선에 기여하였으며, 자연 및 인위적으로 식생이 조성된 지점에서 유사한 효과가 관찰되었다.

Pinus densiflora Siebold and Zucc. (한국소나무)는 한반도에서 우점하는 침엽수 종 중 하나이며 기후 변화에 취약하다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 한국 서울의 노지(개방형) 육묘장에서 계절적 온난화에 대해 P. densiflora 유묘가 어떻게 반응하는지 조사하였다. 적외선 히터를 사용하여 네 집단의 유묘에 대해 재배 기간 중 서로 다른 시기에 대기 온도를 4 °C 상승시켰다: 대조군(C; 인위적 온난화 없음), 생장 전 기간 동안의 일정한 온난화(W; 4월 15일-10월), 여름에만 온난화(WS; 6월 1일-8월 31일), 그리고 봄과 가을에 온난화(WSF; 4월 15일-5월 31일 및 9월 1일-10월 15일). 선형 혼합효과 모형을 사용하여 처리(treatment), 평가 시점(time of assessment) 및 계절(season)이 바늘(needle)의 기체교환(gas exchange)과 잎(leaf) 색소 함량에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 순광합성률(net photosynthetic rate)은 W 처리에서 7월부터 10월까지 감소하였으며, 10월에 가장 뚜렷한 감소가 나타났다. 증산률(transpiration rate)과 기공전도도(stomatal conductance)의 반응은 순광합성률보다 더 빠르고 강하게 나타났는데, 6월부터 감소가 관찰되었으며, 10월에는 W에서 가장 큰 감소가, 7월부터 8월까지는 WS에서 가장 큰 감소가 나타나 유묘의 물이용효율(water-use efficiency)이 향상되었다. 전 처리 전반에 걸쳐 생리적 활동의 감소는 W 처리에서 가장 뚜렷하여, 고온의 결합 및 누적 열이 유묘의 기체교환에 미치는 부정적 영향이 상당함을 보여주었다. 또한 엽록소-카로티노이드 비(chlorophyll-to-carotenoid ratio)의 감소는 유묘가 스트레스를 겪고 있음을 추가로 시사하였다. 종합하면, 본 연구 결과는 P. densiflora 유묘가 봄과 가을보다 여름 동안의 온난화에 더 불리하게 영향을 받으며, 온난화가 장기간 지속될수록 그 영향이 더 커짐을 나타낸다. 물이용효율의 증가는 P. densiflora에서 온난화에 대한 적응 가능성을 시사하지만, 예측되는 기후 변화 하에서 기체교환의 장기적 저하가 예상된다.

아랄해의 건조(Desiccation)는 모래 및 먼지 폭풍으로 인해 인간의 건강과 농업 활동을 위협하는 광대한 염분성의 평탄 지형의 출현을 초래하였다. 토양을 개선하기 위해 주로 자생 Haloxylon 종의 식생을 도입하였다. 재활(복원) 여부를 가늠하는 핵심 지표로서, 식생 도입 이후의 토양 물리화학적 특성은 여전히 충분히 이해되지 못한 상태이다. 본 연구는 (1) 30년 연대서열(chronosequence)을 기반으로 식생 정착 후 표토(topsoil) 특성의 변화를 조사하고, (2) 건조된 아랄해(Aral Sea) 바닥에서 자연 식생과 도입 식생의 두 경우 사이에 대해 표토 특성을 비교하였다. 1990, 2000, 2005, 2008, 2013, 2017년 동안 자연 또는 인위적으로 식생이 조성된 12개의 짝지어진 구역을 선정하여 조사하였다. 식생 유형과 무관하게, 30년 연대서열을 따라 표층 토양(0–10 cm)에서 유기물 및 영양분의 증가(TOC >90%, TN >143%, 그리고 P 2 O 5 >23%)가 확인되었다. 또한 자연 및 도입 식생 모두에서 EC e(각각 92% 및 69%), CEC(41% 및 11%), Ca 2+(38% 및 12%), TIC(81% 및 11%)의 감소가 관찰되었다. 도입 식생은 자연 식생에 비해 토양 K + 와 TN이 약간 더 축적되는 것과 연관되어 있었다. 본 연구 결과는 식생 유래 영양분과 유기물의 축적, 그리고 뿌리 삼출액(root exudates)에 의한 표층 토양의 염분 제거 가능성을 시사한다. 전반적으로 식생은 토양 개선에 기여하였으며, 자연 및 인위적으로 식생이 조성된 지점에서 유사한 효과가 관찰되었다.

겨울 휴면기 이후의 고온과 가뭄은 유묘의 생장과 사망률에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 봄철 온난화 및 가뭄 처리에 대한 Larix kaempferi 유묘의 생장과 사망을 관찰하고, 처리 중단 후 유묘가 성장 능력을 다시 회복할 수 있는지를 규명하기 위해 노지(노지) 실험을 수행하였다. 2020년 5월에 1년생 유묘를 대조구, 온난화 단독, 가뭄 단독, 온난화와 가뭄을 병행한 처리의 네 가지 조건에 노출시켰다. 가뭄 처리는 유묘의 초장과 근경직경을 감소시켰고 사망률을 증가시켰다. 온난화와 가뭄을 병행한 처리는 사망률이 가장 높았으며, 그 다음으로 가뭄 단독, 대조구, 온난화 단독 처리 순이었다. 그러나 처리를 중단한 이후에는 온난화와 가뭄을 병행한 처리에서 유묘의 초장, 근경직경, 개체별 유묘 생체량이 증가했는데, 이는 높은 사망률로 인해 유묘 간의 경쟁이 완화되었기 때문인 것으로 보인다. 이는 생존한 유묘에서의 낮은 경쟁의 효과가 온난화와 가뭄이 유묘 생장에 미치는 부정적 영향을 완화할 수 있음을 시사한다. 본 연구는 처리 기간 동안의 높은 사망과 생장 감소에도 불구하고, 고온과 가뭄의 복합 스트레스를 받은 유묘가 단일 스트레스 처리 유묘에 비해 단기간에 높은 수준의 생장을 보였음을 보여준다.

산업 및 기술 발전은 기후변화 및 토지 황폐화와 같은 환경 위기를 유발하는 데 크게 기여해 왔다. 이러한 환경 문제를 해결하기 위해, 자연기반해법(Nature-based solutions, NBS)은 기존의 기술적 대응에 비해 점차 더 많은 주목을 받고 있다. 본 연구는 NBS 적용이 회복탄력성 증진으로 이어지는 개념적 연계를 도출하고, 그 다음으로 지속가능발전목표(Sustainable Development Goals, SDGs) 달성에 기여하는 연결을 제시하였다. 본 연구는 NBS 활동이 인간의 발전과 자연 보전 사이의 균형을 결정하는 필수적인 접근임을 규명하고자 수행되었다. 본 논문에서는 산림 관련 NBS 경험을 보유하고 있으며 대한민국이 수행한 국내 조림(재조림) 프로젝트 1건과 국제 조림(조림) 프로젝트 3건 등 총 4건의 사례를 비교하였다. 그 결과, 네 프로젝트 모두 환경적 및 사회경제적 회복탄력성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 영향은 회복탄력성 지표 평가를 통해 질적으로 평가되었다. 이후, 회복탄력성 지표를 SDGs의 목표와 연계하였다. 다양한 자연적·사회적 요소를 포함하도록 설계된 NBS 계획은 생태계와 사회의 회복탄력성을 증진하고, 더 넓은 범위의 SDGs에 대응하였다. NBS 이니셔티브를 정량적으로 평가하기 위해 지역별 추진 모델을 정립하고, 회복탄력성 지표를 식별하며, 과학적 데이터를 수집하기 위한 추가 노력이 권고된다.

기후변화로 유발된 폭염과 도시 중심부 인근의 울창한 산림은 산불 대응 시스템에 복합적인 도전 과제를 야기한다. 이를 해결하기 위해 다양한 산불 모델이 개발되었으며, 각각 고유한 강점과 약점을 지닌다. 과정 기반(process-based) 모델은 인간의 전문 지식에 기반한 높은 해석가능성을 제공하지만 광범위한 최적화가 필요하다. 반면 기계학습(machine learning) 모델은 중요한 특징을 자동으로 파악하나 해석가능성이 제한적이다. 본 연구는 두 모델의 강점을 결합하기 위해 인간의 도메인 지식을 기계학습 프레임워크에 통합하고자 하였다. IIASA의 산불 기후 영향 및 적응 모델인 FLAM—(FLAM: wildfire cLimate impacts and Adaptation Model)은 생물물리학적 영향과 인간의 영향을 모두 포함하는 과정 기반 모델로, FLAM-Net이라는 신경망으로 개발되었다. 개선 사항에는 최적화를 위한 역전파(backpropagation) 성능 향상이 포함되었고, 국가별 화재 점화 역학(national-specific fire ignition dynamics)에 대한 알고리즘을 도입하였다. FLAM-Net은 다중 규모에서 적용되었으며, U-Net 기반 아키텍처를 통해 통합되어 하향식(downscaled) 예측을 생성하는 Deep Neural FLAM(DN-FLAM)으로 구현되었다. 최적화 결과, 대도시 권역과 동해안 인근에서 화재가 공간적으로 집중되는 양상이 나타났고, 농업 소각으로 인해 봄에 화재가 시간적으로 집중되는 것으로 확인되었다. DN-FLAM을 통해 다중 규모 특징을 통합한 결과, 시간적·공간적·시공간적 검증에서 각각 피어슨 상관계수(Pearson's r) 값이 0.943, 0.840, 0.641로 최적의 성능을 보였다. 공유 사회경제 경로(Shared Socioeconomic Pathways, SSP)에 기반한 향후 전망은 2050년까지 화재 빈도가 증가한 뒤, 강수 증가에 의해 감소할 것으로 나타냈다. 본 연구는 해석가능성, 정확성, 효율적인 최적화를 제공하는 혼합(hybrid) 접근의 이점을 보여준다. 이러한 혼합 모델은 기후변화로 인한 산불에 대해 지역에 맞춘 의사결정을 지원할 과학적 근거를 제공하며, 최적화 역량을 통해 전 세계적 적용을 위한 토대를 마련한다.